Científicos que están jugando a ser Dios —o el mismísimo Thor o Zeus en este caso— lograron desviar un rayo por primera vez usando láseres, abriendo nuevas posibilidades para proteger edificios y personas de los destructivos golpes eléctricos de la naturaleza.

Crédito: Захари Минчев.

La hazaña, que involucró disparar poderosos pulsos de láser a las tormentas en la cima de una montaña suiza, allana el camino para los sistemas de protección contra rayos basados en láser en aeropuertos, plataformas de lanzamiento y edificios altos.

«Las barras de metal se usan en casi todas partes para protegerse de los rayos, pero el área que pueden proteger se limita a unos pocos metros o decenas de metros», dijo Aurélien Houard, físico de la École Polytechnique en Palaiseau. «La esperanza es extender esa protección a unos pocos cientos de metros si tenemos suficiente energía en el láser».

Los relámpagos son enormes descargas eléctricas que generalmente se disparan a lo largo de tres o cuatro kilómetros. La carga que transporta un rayo es tan intensa que alcanza los 30.000 °C, unas cinco veces más caliente que la superficie del sol. Más de mil millones de rayos golpean la Tierra cada año, causando miles de muertes, 10 veces más lesiones y daños que ascienden a decenas de miles de millones de dólares.

Del cometa de Franklin a láseres modernos

Los pararrayos tradicionales se remontan a Benjamin Franklin, quien solía perseguir tormentas eléctricas a caballo antes de su famoso experimento con cometas en 1752. Pero en tiempos más recientes, los científicos han buscado otras formas de proteger edificios y objetos de impactos dañinos.

Benjamin Franklin y su hijo William usando una cometa y una llave para un experimento, junio de 1752.

Escribiendo en la revista Nature Photonics, Houard y sus colegas en Suiza describen cómo transportaron un poderoso láser a la cima de la montaña Säntis en el noreste de Suiza y lo estacionaron cerca de una torre de telecomunicaciones de 124 metros de altura que es alcanzada por un rayo unas 100 veces al año.

Los científicos esperaron a que se acumularan tormentas y, entre julio y septiembre del año pasado, dispararon pulsos láser rápidos a las nubes de tormenta durante un total de más de seis horas. Los instrumentos configurados para registrar los rayos mostraron que el láser desvió el curso de cuatro descargas de rayos hacia arriba en el transcurso de los experimentos.

Un rayo láser (verde) se dispara hacia el cielo junto a la torre de telecomunicaciones de 124 metros de altura en la montaña Säntis en los Alpes suizos. Crédito: TRUMPF/Martin Stollberg.

Solo un rayo, el 21 de julio, ocurrió en condiciones lo suficientemente claras para que los investigadores filmaran la trayectoria del rayo desde dos direcciones utilizando cámaras de alta velocidad a varios kilómetros de distancia. Las imágenes muestran que el rayo siguió la trayectoria del láser durante unos 50 metros, lo que sugiere que los pulsos ayudaron a dirigir el ataque.

El láser desvía los rayos al crear un camino más fácil para que fluya la descarga eléctrica. Cuando se disparan pulsos de láser hacia el cielo, un cambio en el índice de refracción del aire hace que se encojan y se vuelvan tan intensos que ionizan las moléculas de aire que los rodean. Esto conduce a una larga cadena de lo que los investigadores llaman filamentos en el cielo, donde las moléculas de aire se calientan rápidamente y se alejan a velocidades supersónicas, dejando un canal de aire ionizado de baja densidad. Estos canales, que duran milisegundos, son más conductores de la electricidad que el aire circundante y, por lo tanto, forman un camino más fácil de seguir para los rayos.

El láser es lo suficientemente potente como para ser un riesgo para los ojos de los pilotos que sobrevuelan, y durante los experimentos se cerró el tráfico aéreo sobre el sitio de prueba. Pero los científicos creen que la tecnología aún podría ser útil, ya que las plataformas de lanzamiento y los aeropuertos a menudo tienen áreas designadas donde se aplican restricciones de prohibición de vuelos. «Es importante considerar este aspecto de la seguridad», señaló Houard.

Aquellos más potentes que operan en diferentes longitudes de onda podrían guiar los rayos a distancias más largas, agregó, e incluso desencadenar rayos antes de que se conviertan en una amenaza. «Evitas que vaya a otro lugar donde no puedas controlarlo», explicó el científico.

«El costo del sistema láser es muy alto en comparación con el de una simple barra de metal», añadió el profesor Manu Haddad, director del Laboratorio de rayos Morgan-Botti en la Universidad de Cardiff. «Sin embargo, los láseres podrían ser una forma más confiable de dirigir la descarga del rayo, y esto puede ser importante para la protección contra rayos de instalaciones y equipos de tierra críticos».

También podría ser importante si necesitas dirigir un rayo hacia una máquina del tiempo en forma de DeLorean para generar 1.21 gigowatts de energía...

Fuente: The Guardian. Edición: MP.